Коллектив ученых НИТУ «МИСиС» вместе с сотрудниками из Уфимского муниципального авиационного технического института (УГАТУ) и научно-производственного центра магнитной гидродинамики (ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики», г. Красноярск) сумел повысить термостойкость алюминия до 400 °C с помощью добавки циркония. Приобретенный материал будет полезен для производства облегченных электропроводов, а именно, в авиации. Статья о разработке размещена в международном журнальчике Metals.
Алюминий вместе с медью является главным сплавом для производства проводов. Он владеет незначительно наиболее низким уровнем электропроводности, но при всем этом намного дешевле. Что в особенности принципиально, он в 3,5 раза легче меди.
Конкретно потому дюралевые кабели употребляют, когда нужно уменьшить вес проводов, к примеру, в линиях электропередач и в летательных аппаратах.
Значимым минусом незапятнанного алюминия является низкая термостойкость – он выдерживает нагрев до 150 °C, а при наиболее больших температурах разупрочняется, что приводит к разрушению проводов. Для того, чтоб прирастить термостойкость и расширить потенциальные области внедрения дюралевых проводов, требуется вводить в сплав легирующие добавки.
Ученые НИТУ «МИСиС» вместе с сотрудниками из Уфимского муниципального авиационного технического института отыскали метод вдвое прирастить термостойкость алюминия за счет относительно дешевый добавки циркония. Всего 0,6% данной добавки в сплаве повысило предельную температуру работы со 150 до 400°C.
Главный неувязкой введения циркония в дюралевый сплав в таком количестве является необходимость сочетания высочайшей температуры расплава (наиболее 900 0С) и сверхбыстрой кристаллизации. Ранее это было может быть за счет литья гранул (эта разработка порошковой металлургии, популярная как RS/PM).
Так как гранульная разработка довольно сложна и дорогостояща, на предприятии ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики», возглавляемом доктором Виктором Тимофеевым, была разработана другая разработка, которая состоит в получении слитков литьем в электромагнитном кристаллизаторе (ЭМК).
В проведенном исследовании сходу из плавильного тигля расплав при 920 0С подавался в магнитный кристаллизатор, где охлаждался водой, а потом и вытягивался в длинномерную заготовку поперечником 12 мм.
Внедрение технологии ЭМК позволило достигнуть безупречной структуры в литой заготовке, которая показала только высшую технологичность при волочении, которое проводили на оборудовании УГАТУ под управлением к.т.н. Максима Мурашкина.
Следующая термообработка проволоки дозволила сформировать микрочастицы Zr-фазы, которые и обеспечивали значимый рост термостойкости по сопоставлению с применяемыми высокотемпературными сплавами (в их концентрация циркония, обычно, не превосходит 0,3%).
«Тесты проволоки проявили, что термостойкость возросла практически в два раза, при этом электропроводность фактически не снизилась», – объясняет управляющий исследования со стороны НИТУ «МИСиС», доктор кафедры обработки металлов давлением Николай Белов.
По словам ученых, повышение термостойкости сплава дозволит использовать его не только лишь для ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока)-конструкций, которые, благодаря новенькому сплаву прослужат подольше, да и в разных летательных аппаратах, где понижение веса является критически принципиальным.
Источник: